《机械设计课程设计简明指导手册》 冬季版V1.docx
《《机械设计课程设计简明指导手册》 冬季版V1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《机械设计课程设计简明指导手册》 冬季版V1.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《机械设计课程设计简明指导手册》冬季版V1
《机械设计课程设计》
简明指导手册
（2020年冬季版）
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
一、进度安排
序号
内 容
日 程
1
准备阶段
第一周
周1
2
传动装置的总体设计
第一周
周1
3
传动零件的设计计算
第一周
周2
4
减速器箱体关键尺寸的确定
第一周
周3
5
装配图草图第一阶段（装配图的关键阶段）
第一周
周3,4,5,6
6
装配图草图第二阶段
第二周
周1
7
装配图草图第三阶段
第二周
周2
8
誊抄装配图
第二周
周3
9
完成减速器装配图
第二周
周4，5，6
10
零件工作图
第三周
周1
11
编写计算说明书
第三周
周2
12
答辩
第三周
周3,4
注意：
每一阶段的结果必须得到老师认可后，才能进入下一阶段。
二、传动装置的总体设计（第一周周1）
●由于是专用减速器，计算各轴的功率、转矩时，按所需功率计算，不是按照电机的额定功率计算。
●电机的转速按满载转速计算。
●电动机为Y系列，转速选1500，3000rpm。
●传动方案：
V带+二级展开式圆柱齿轮减速器
●带传动传动比：
对于1500rpm的电机2~2.5比较合适，3000rpm的电机2.4~3.0比较合适。
●两级齿轮传动比分配：
高速级传动比i1与低速级传动比i2应满足:
。
●最后计算出的卷筒转速，需要近似等于由原始数据（v,D）计算出的转速。
●计算结果制成P19表2-6形式，交给指导教师检查。
三、传动零件的设计计算（第一周2）
1）带传动设计的功率按所需电动机功率计算，不是电动机的额定功率。
2）小带轮半径不大于电机中心高。
3）带轮宽度不要超过电机外伸端宽度太多，对5.5kW电机，最多5根A型带，对4kW电机，最多4根A型带。
否则，意味着带的根数太多，需要修改带传动参数，重新设计。
4）齿轮传动的设计计算参考教材与课本。
5）在高速级齿轮传动设计完毕后，应根据实际传动比来调整低速级齿轮传动的传动比，确保总传动比误差不超过3%~5%。
6）由于功率较小，为了方便绘图，齿轮传动一律采用软齿面斜齿轮传动。
7）软齿面齿轮传动按齿面接触强度设计，校核齿轮的弯曲强度即可。
8）齿轮传动不需要变位。
9）要求中心距圆整，尾数为0或5。
为了绘图方便，要求两级齿轮传动中心距之和一般不大于280，最大不大于300mm。
10）为了避免中间轴大齿轮与低速轴（下图以红圈示意）干涉，应保证中间轴大齿轮直径比低速轴大齿轮直径小20mm以上。
可以先计算一下与中间大齿轮不干涉的低速轴段的最大轴径，一般说来至少需要70mm左右。
11）为了便于中间轴大齿轮甩油润滑，中间轴大齿轮的直径与低速轴大齿轮直径的差值不能超过50~60mm。
具体参看P30表4-2。
12）采用斜齿轮，螺旋角范围：
8~20°。
齿轮计算时，螺旋角应精确到秒，分度圆直径、齿顶圆直径等应精确到0.001mm。
13）为了使中间轴上齿轮轴向力相互抵消一部分，两齿轮的螺旋角方向应相同。
14）齿轮的模数不小于2mm。
15）带传动的关键数据（i，d1，d2，a，型号，根数（不大于5），带轮宽度）和两对齿轮传动的参数填入P22表3-1（有关变位部分删除），交给指导教师检查。
四、减速器箱体关键尺寸的确定（第一周3）
●仔细阅读第4章减速器结构，根据齿轮有关参数，填写表4-1。
●注意：
表中
表示如果
就取：
mm。
●注意，螺纹应选标准直径系列，不同的螺栓对应不同的扳手空间。
●
这里的C1、C2应该用轴承旁连接螺栓来计算。
五、装配草图第一阶段（第一周3~第一周6）：
1）
严格按照《课程设计》顺序画图和计算。
2）仔细阅读《课程设计》第5章。
准备一张大的白纸（做草图用）。
贴到0号图板上如右图所示。
A1图纸放在略左侧一些，便于绘图。
3）主视图的中心线布置在上面四分之一位置，俯视图中心线布置在下面十分之一位置。
4）参照P34的步骤，按1：
1比例绘制二级圆柱齿轮减速器装配草图（图5-2），相关尺寸严格按要求选取。
其中：
太大，可取：
。
5）轴承端盖凸缘厚度t，可从《课程设计》P282（e）中查得。
注意，所有的端盖应该一样的厚，可以按大轴承来选！
6）由于齿轮速度较低，轴承的润滑一律采用脂润滑，
按图5-3b选取。
7）
，可取为
。
8）按纯扭转强度估算轴的最小直径，直径应满足《课程设计》P112表14-28要求，表中轴外伸长度仅供参考，高速轴外伸端长度取决于大带轮宽度。
9）由于多数小齿轮较小，大多需要做成齿轮轴，所以高速轴与高速级小齿轮材料相同，中间轴与低速级小齿轮材料相同。
而低速轴材料可以自己选择，多数可选45钢。
10）先设计高速轴，再中间轴，最后低速轴。
11）正常情况，轴的外伸端应该布置在齿轮的远端，这样，两个轴的外伸端在异侧。
12）轴结构设计时，先按最小轴径确定外伸端轴径，再逐段加大轴径。
13）高速轴外伸端直径不可以过小，一般不小于电机轴径的0.7倍。
14）高速轴外伸端长度取决于带轮宽度（根据带的型号和根数按《机械设计》计算）。
15）由于轴的外伸端是安装带轮或者联轴器的，都没有轴向力，所以定位台阶可以较小，即使直径相差2mm也可以。
16）外伸端定位面到机体上可能干涉的零件（端盖螺钉头）最少有15mm左右的安全距离。
17）小齿轮的齿顶圆直径甚至可以小于旁边的轴径，滚齿机是可以加工出来齿轮的，滚齿过渡圆角半径见后面。
18）推荐选用深沟球轴承，当轴向力较大时（比如齿轮螺旋角大于15度）采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承，优先采用轻
（2）系列或
（1）系列的轴承。
19）同一个减速器，三对轴承最好采用同样类型的轴承，不要混用。
20）中间轴的轴承不能小于高速轴的轴承，低速轴的轴承不能小于中间轴的轴承。
21）同一轴上的轴承的规格必须相同。
22）轴承的安装尺寸查有关表格，详见《课程设计》第17章。
23）《课程设计》图4-2中，D2的尺寸的确定：
对凸缘式端盖：
，其中，D为轴承外径，也就是安装轴承的孔径。
d3是轴承端盖螺钉直径，由表4-1决定。
对嵌入式端盖：
。
24）推荐选用弹性柱销联轴器或弹性套柱销联轴器，详见《课程设计》第19章，根据转矩选择联轴器的型号，同时保证孔径满足要求。
25）确定轴的结构，绘制相应的装配草图（类似于图5-15，但是为二级的齿轮减速器）。
26）确定轴的结构时，除参考5.3节外，还可以参考P72，P96。
27）参考课本，校核低速轴的强度、轴承的寿命（至少2-3年）、键联接的强度。
28）在装配图上，小的过渡圆角和倒角都可以不画，但铸造圆角和拔模斜度必须绘出。
六、装配草图设计第二阶段（第二周1）
1）仔细阅读《课程设计》第6章。
2）小齿轮采用整体式或实心式结构，大齿轮采用腹板式结构。
当小齿轮齿根圆直径小于轴径时，应以滚刀半径过渡。
滚刀半径如表所示。
模数
2
2.5
3
4
5
滚刀半径I
80
90
100
110
125
滚刀半径II
65
70
80
90
100
3）齿轮结构相关的经验数据参看机械设计课本。
4）由于是单件小批量生产，所以齿轮采用自由锻，没有拔模斜度，有过渡圆角。
5）轴承端盖结构尺寸参见《课程设计》P282。
注意，如果采用凸缘式端盖，所有端盖的凸缘厚度应一致，轴承端盖螺钉规格一致。
端盖宽度较大时，参看图6-7。
一个减速器，不可以凸缘式端盖与嵌入式端盖混用。
端盖相交后，砍去相交部分，并留2-3mm间隙。
6）采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承时，必须考虑到轴承间隙的调整，参考图6-4、6-5。
7）轴承端盖和套筒（或轴肩、挡油环）的直径应满足轴承的安装尺寸（查轴承相关表格）要求。
8）实体式挡油环起到了套筒的作用。
9）由于环境多尘，不能采用间隙密封，宜采用毡圈密封，相关尺寸查表18-13。
10）毡圈式密封，透盖与轴间有明显间隙，透盖通孔直径查P203表18-13。
11）毡圈密封的标准尺寸可以从这个表（《新编机械设计课程设计图册》，图号74，（其实是一个纺织行业的标准）查出。
12）挡油环的结构与关键尺寸参看图6-8、6-9。
13）齿轮的啮合区画法：
14）深沟球轴承和角接触轴承的简化画法:
七、装配草图设计第三阶段（第二周2）
1）仔细阅读《课程设计》第7章，按要求设计箱体和附件。
2）箱体的高：
，其中（30~50）可以小一点。
3）箱盖的顶可以设计为水平的。
4）箱体可以设计为方的。
5）附件的结构尺寸参看《课程设计》第23章。
6）机盖、机座肋厚加强筋的厚度：
。
7）定位销直径：
，圆锥销的锥度为1：
50。
8）有关油沟：
由于轴承采用脂润滑，不可以将油沟开向轴承。
同时由于在剖分面上可以采用水玻璃等手段密封，且密封效果良好，因而在剖分面上可以不开回油沟槽。
9）窥视孔的大小和位置应保证手能伸进去，同时能看清两对齿轮的啮合情况。
10）油标能否取出，油标孔是否正确？
11）如果斜放的油标不好安排，可以使用长油标或者圆油标（参看《图册》，图号79）。
12）放油螺塞位置与画法是否正确？
见上图
13）外伸轴上的键应装上，特别注意键的画法。
14）螺栓可采用简化画法，每一种类型的螺栓需剖视一个以表示连接关系，其余螺栓大多可以不画出；螺栓连接处大多要有沉孔。
15）剖分面上螺栓应画出剖面线。
八、草图得到指导教师认可后，方可抄到正式图纸上，注意铅笔应满足制图要求（第二周3）。
九、装配图设计第四阶段（第二周4~第二周6）
1）仔细阅读《课程设计》第8章，完成装配图。
建议的顺序是：
先画剖面线，标注尺寸，再加深，然后写技术特性、技术要求。
最后对零件进行编号、绘制标题栏和明细表。
2）剖面线特别注意，同一零件，不管在何处出现剖面线，其方向和疏密程度应完全一致。
箱体与箱盖的剖面线应不相同。
轴承内外圈是两个零件，剖面线应不相同。
3）需要标注的尺寸有：
外形尺寸；特征尺寸（减速器中心高、齿轮中心距及其公差表21-9）；安装尺寸（安装孔的位置、轴外伸端长度和直径及其配合公差）；重要的配合尺寸（轴与齿轮、轴承、带轮、联轴器、毡圈等的配合尺寸）。
4）图纸规格按国家标准执行，需要留装订边，见表14-16。
5）标题栏和明细表的大小采用表14-17，为了节约时间，标题栏的内容可以大大简化，可以参考P69标题栏的内容制表和填写。
标题栏和明细表位置在右下方，与图纸内边框相接。
6）技术特性：
输入转速为齿轮减速器高速轴的转速，输入功率为齿轮减速器高速轴的输入功率。
十、零件工作图（第三周1）
仔细阅读《课程设计》9.1，9.2，详细了解零件图绘制中应注意的问题。
绘制低速轴和低速轴上的齿轮的零件工作图各一张（1：
1比例，2号图纸）。
轴与齿轮的尺寸和结构应与装配图完全一致。
特别注意尺寸公差和形位公差的标注，所有公差必须自己查有关表格。
齿轮的工作图可参照《课程设计》P86。
其中：
1）齿顶圆公差与端面跳动查表21-16；
2）齿轮的表面粗糙度查表21-17；
3）阅读表21-1，了解齿轮公差的定义；
4）图纸右上方齿轮公差组的项目由表21-5决定，再耐心地在相应表格中根据齿轮的精度等级与尺寸查出相应共查数据；
5）公法线长度可由下式计算
6）其中，跨齿数：
，
，
7）齿厚偏差可由表21-15决定；
8）公法线长度变动公差由表21-13下面的公式计算决定。
轴的工作图可参照《课程设计》P92。
其中：
1）阅读20.2，了解形位公差的含义。
2）与轴承配合处的公差和粗糙度由轴承的配合决定（《课程设计》17.3）；
3）与齿轮等配合处形位公差由表20-18查出；
4）轴其它表面粗糙度可参考表9-2。
十一、编写计算说明书（第三周2）
●仔细阅读《课程设计》第10章，严格按照要求编写设计计算说明书，注意格式。
●应确保设计说明书的数据与设计任务书和设计内容一致，不可抄袭。
●设计计算说明书的内容约为6000-8000字。
十二、答辩（第三周3,4）
按《课程设计》10.4要求准备答辩。
《机械设计课程设计》课程小组编
2020年12月
题目序号
学号
姓名
升级会员 